Динамик драйверлерінің Thiele/Small параметрлері

Кіріспе

Thiele/Small параметрлері (көбінесе T/S параметрлері немесе TSP деп қысқартылады) – динамик драйверінің белгіленген төмен жиіліктік сипаттамасын анықтайтын электромеханикалық параметрлер жиынтығы. Драйвер өндірушілер бұл параметрлерді техникалық сипаттамалар парақтарында жариялайды, соның арқасында жобалаушылар динамик жүйелері үшін жарықтан сатып алынған драйверлерді таңдауда бағыт алады. Осы параметрлерді пайдалана отырып, динамик жобалаушы драйвер мен корпустан тұратын жүйенің диафрагманың орнын, жылдамдығын, үдеуін, кіріс кедергісін және дыбыс шығаруын модельдей алады. Көптеген параметрлер тек резонанстық жиілікте ғана қатаң анықталады, бірақ бұл тәсіл диафрагма қозғалысы негізінен поршеньдік болатын жиілік диапазонында қолданылады, яғни конус бұзылмай, тұтас бірлік ретінде ішке-сыртқа қозғалады. Көбінесе динамик жүйелерін жобалайтын инженерлер жарықтан компоненттерді сатып алудың орнына, қажетті сипаттаманы анықтап, содан кейін параметрлер жиынтығын есептеп, осы сипаттамаларға сай драйверді өндіреді немесе драйвер өндірушіден тапсырыс береді. Мақсатты жауаптан параметрлерді алу процесі синтез деп аталады. Thiele/Small параметрлері Австралия радио хабарларын тарату комиссиясының А. Невилл Тиле және Сидней университетінің Ричард Х. Смолл есімдерімен аталады, олар динамиктерді талдаудың осы бағытын дамытқан. Thiele/Small параметрлерін көбінесе PA жүйелері мен жоғары сапалы динамиктердің корпустарын жобалауда қолданады; TSP есептеулері динамик жүйесін жобалайтын мамандарға динамик шкафының қаншалықты үлкен болуы керектігін және бас рефлексі портының (егер қолданылса) қаншалықты үлкен және ұзын болуы керектігін көрсетеді.

Сапалық сипаттамалар

Жүргізушінің резонанстық жиілігі, герцпен (Гц) өлшенеді. Қозғалатын массада сақталған энергия мен аспаның серіппелік қасиетінен туындайтын жиынтық жиілік максималды болып табылады және конус жылдамдығының ең жоғары мәніне ие болады. Серіппелік қасиеті жоғарырақ аспа немесе үлкен қозғалатын масса төмен резонанстық жиілікті тудырады, ал керісінше – жоғарырақ жиілікті. Әдетте, резонанстық жиіліктен төменгі жиіліктерде шығыс қуаты тиімді болмайды, ал кіріс сигналының резонанстық жиіліктен әлдеқайда төмен болуы жүргізушіге механикалық қауіп тудыруы мүмкін, үлкен ауытқуларға себеп болады. Вуферлер әдетте 13–60 Гц диапазонында, орта жиілікті динамиктер 60–500 Гц диапазонында, ал твиттерлер 500 Гц мен 4 кГц аралығында резонанстық жиілікке ие болады. Зауыттық толеранттылықтың стандарттық мәні ±15% құрайды. Жүргізушінің электрлік және механикалық демпфирлеуін сипаттайтын өлшем бірлігі жоқ шама. Электроникада – демпфирлеу коэффициентінің кері шамасы. мәні сақталған энергияға пропорционалды және шашыраған энергияға бөлінеді, резонанста анықталады. Көптеген жүргізушілерде мәні 0,2 мен 0,5 аралығында болады, бірақ осы диапазоннан тыс мәнге ие болудың да дұрыс (немесе ерекше) себептері болуы мүмкін. Жүргізушінің механикалық демпфирлеуін, яғни аспаның (айналасы мен орталық бөлігінің) энергия жоғалтуын сипаттайтын өлшем бірлігі жоқ шама. Ол шамамен 0,5 пен 10 аралығында, әдетте 3-ке жуық мәнге ие болады. Жоғары мән төмен механикалық жоғалтуларды, ал төмен мән – жоғары жоғалтуларды білдіреді. Негізгі әсері жүргізушінің импедансына тиесілі, жоғары мәнді жүргізушілерде импеданстың жоғары шыңы байқалады. Төмен мәнге металл дауыс катушкасының корпусы себеп болуы мүмкін. Олар Эди тогының тежегіштері ретінде әрекет етеді және демпфирлеуді арттырады. Олар цилиндрде электрлік тізбектің болмауына есептеліп жасалуы керек (өткізгіш контур болмауы тиіс). Кейбір динамик өндірушілері дауыс катушкасының жоғарғы және төменгі жағына қысқа тұйықталған орамдарды орналастырған, бірақ жүргізушінің шектен тыс жүктелуі кезінде бұл құрылғы тудыратын қатты шу алаңдатушы және иелері үшін проблема болып саналды. Жоғары мәнді жүргізушілер көбінесе қағаздан немесе әртүрлі пластиктен жасалған өткізбейтін корпустармен жасалады. Дауыс берушінің электрлік демпфирлеуін сипаттайтын өлшем бірлігі жоқ шама. Сымды катушка магнит өрісі арқылы қозғалғанда, ол катушканың қозғалысына қарсы келетін ток тудырады. Бұл "кері ЭМҚ" (жылдамдыққа пропорционалды) резонанстық жиілікке жақын катушка арқылы жалпы токты азайтады, конус қозғалысын азайтады және кедергісін арттырады. Көптеген жүргізушілерде дауыс катушкасының демпфирлеуіне ең үлкен әсер етеді. күшейткіштің шығыс кедергісіне байланысты. Жоғарыдағы формула шығыс кедергісінің нөлдік екенін болжайды. Егер шығыс кедергісі нөлден өзгеше күшейткіш қолданылса, оның шығыс кедергісі есептеулерде қосылуы тиіс.

Resonance frequency of driver, measured in hertz (Hz). The frequency at which the combination of the energy stored in the moving mass and suspension compliance is maximum, and results in maximum cone velocity. A more compliant suspension or a larger moving mass will cause a lower resonance frequency, and vice versa. Usually it is less efficient to produce output at frequencies below , and input signals significantly below can cause large excursions, mechanically endangering the driver. Woofers typically have an in the range of 13–60 Hz. Midranges usually have an in the range of 60–500 Hz and tweeters between 500 Hz and 4 kHz. A typical factory tolerance for the value of is ±15%. A unitless measurement, characterizing the combined electric and mechanical damping of the driver. In electronics, is the inverse of the damping ratio. The value of is proportional to the energy stored, divided by the energy dissipated, and is defined at resonance Most drivers have values between 0.2 and 0.5, but there are valid (if unusual) reasons to have a value outside this range. A unitless measurement, characterizing the mechanical damping of the driver, that is, the losses in the suspension (surround and spider). It varies roughly between 0.5 and 10, with a typical value around 3. High indicates lower mechanical losses, and low indicates higher losses. The main effect of is on the impedance of the driver, with high drivers displaying a higher impedance peak. One predictor for low is a metallic voice coil former. These act as eddy current brakes and increase damping, reducing They must be designed with an electrical break in the cylinder (so no conducting loop). Some speaker manufacturers have placed shorted turns at the top and bottom of the voice coil to prevent it leaving the gap, but the sharp noise created by this device when the driver is overdriven is alarming and was perceived as a problem by owners. High drivers are often built with nonconductive formers made from paper or various plastics. A unitless measurement, describing the electrical damping of the loudspeaker. As the coil of wire moves through the magnetic field, it generates a current which opposes the motion of the coil. This so called "Back EMF" (proportional to × velocity) decreases the total current through the coil near the resonance frequency, reducing cone movement and increasing impedance. In most drivers, is the dominant factor in the voice coil damping. depends on amplifier output impedance. The formula above assumes zero output impedance. When an amplifier with nonzero output impedance is used, its output impedance should be added to for calculations involving

Measured in tesla metres (T·m). Technically this is or (a vector cross product), but the standard geometry of a circular coil in an annular voice coil gap gives is also known as the 'force factor' because the force on the coil imposed by the magnet is multiplied by the current through the coil. The higher the product, the larger the force that is generated by a given current flowing through the voice coil. has a very strong effect on

Measured in litres (L) or cubic metres, it is an inverse measure of the 'stiffness' of the suspension with the driver mounted in free air. It represents the volume of air that has the same stiffness as the driver's suspension when acted on by a piston of the same area as the cone. Larger values mean lower stiffness, and generally require larger enclosures. varies with the square of the diameter. A typical factory measurement tolerance for is ±20–30%. Measured in grams (g) or kilograms (kg), this is the mass of the cone, coil, voice coil former and other moving parts of a driver, including the acoustic load imposed by the air in contact with the driver cone. is the cone/coil mass without the acoustic load, and the two should not be confused. Some simulation software calculates when is entered. can be very closely controlled by the manufacturer. Units are not usually given for this parameter, but it is in mechanical 'ohms'. is a measurement of the losses, or damping, in a driver's suspension and moving system. It is the main factor in determining is influenced by suspension topology, materials, and by the voice coil former (bobbin) material. Measured in metre per newton (m/N). Describes the compliance (i. e., the inverse of stiffness) of the suspension. The more compliant a suspension system is, the lower its stiffness, so the higher the will be. is proportional to and thus has the same tolerance ranges. Measured in ohms (Ω), this is the DC resistance (DCR) of the voice coil, best measured with the cone blocked, or prevented from moving or vibrating because otherwise the pickup of ambient sounds can cause the measurement to be unreliable. should not be confused with the rated driver impedance, can be tightly controlled by the manufacturer, while rated impedance values are often approximate at best. American EIA standard RS 299A specifies that (or DCR) should be at least 80% of the rated driver impedance, so an 8 ohm rated driver should have a DC resistance of at least 6.4 ohms, and a 4 ohm unit should measure 3.2 ohms minimum. This standard is voluntary, and many 8 ohm drivers have resistances of ≈5.5 ohms, and proportionally lower for lower rated impedances. Measured in henries (H), this is the inductance of the voice coil. The voice coil is a lossy inductor, in part due to losses in the pole piece, so the apparent inductance changes with frequency.

Тесла метрмен (Т·м) өлшенеді. Техникалық тұрғыдан бұл немесе (векторлық көлденең көбейтінді), бірақ дөңгелектік дауыс катушкасының кеңістігіндегі дөңгелектік катушканың стандартты геометриясы "күш факторы" деп те аталады, өйткені магнит жүктеген катушкадағы күш катушка арқылы өтетін токқа көбейтіледі. Көлемдік өнім неғұрлым жоғары болса, дауыс катушкасы арқылы ағып жатқан берілген токпен пайда болатын күш соғұрлым үлкен болады. Литрмен (Л) немесе текше метрмен өлшенеді, бұл жүргізуші ашық ауада орнатылған кездегі аспаның "серіппелік қасиетінің" кері шамасы. Бұл конуспен бірдей ауданы бар поршень әсер еткен кезде жүргізушінің аспасы сияқты серіппелік қасиетке ие ауа көлемін білдіреді. Үлкен мәндер төмен серіппелік қасиетті білдіреді және әдетте үлкен корпусқа қажеттілік тудырады. диаметрінің квадратына пропорционалды. Зауыттық өлшеу толеранттылығы ±20–30% құрайды. Грамм (г) немесе килограмм (кг) өлшенетін бұл - жүргізушінің конусының, катушкасының, дауыс катушкасының корпусының және басқа да қозғалмалы бөліктерінің массасы, соның ішінде жүргізушінің конусына жанасатын ауаның саңылау жүктемесі. Акустикалық жүктемесіз конус/катушка массасы болып табылады, екеуін шатастыруға болмайды. Кейбір симуляциялық бағдарламалар кіргізілген кезде есептейді. өндіруші өте мұқият бақылай алады. Бұл параметр үшін өлшем бірліктері әдетте көрсетілмейді, бірақ ол механикалық "ом" бірлігінде беріледі. Бұл жүргізушінің аспасы мен қозғалыс жүйесіндегі жоғалтуларды немесе демпфирлеуді өлшеу. Бұл анықтаудағы ең маңызды фактор болып табылады, аспаның топологиясы, материалдары және дауыс катушкасының корпусының (боббиннің) материалына әсер етеді. Метр/Н (м/Н) өлшенетін бұл аспаның серіппелік қасиетін сипаттайды. Аспа неғұрлым серіппелік болса, оның серіппелік қасиеті төмен болады, сондықтан мәні жоғары болады. пропорционалды, сондықтан бірдей толеранттық диапазонына ие. Оммен (Ω) өлшенетін бұл дауыс катушкасының тұрақты ток кедергісі (DCR), конус бұғатталған немесе қозғалысы шектелген кезде ең жақсы өлшенеді, өйткені әйтпесе қоршаған дыбыстарды қабылдау өлшеудің дұрыс емеуіне себеп болуы мүмкін. номиналды жүргізуші кедергісімен шатастырылмауы керек, өндірушілер оны қатаң бақылай алады, ал номиналды кедергі мәндері көбінесе шамамен болады. Американдық EIA стандарты RS 299A талап етеді, DC кедергісі (немесе DCR) номиналды жүргізуші кедергісінің кемінде 80% құрауы тиіс, сондықтан 8 Омдық жүргізушінің тұрақты ток кедергісі кемінде 6,4 Ом, ал 4 Омдық құрылғы кемінде 3,2 Ом болуы керек. Бұл стандарт міндетті емес, және көптеген 8 Омдық жүргізушілердің кедергісі ≈5,5 Ом, ал төменгі номиналды кедергілер үшін пропорционалды түрде төмен. Генримен (Гн) өлшенетін бұл дауыс катушкасының индуктивтілігі. Дауыс катушкасы полюстің жоғалтуларының салдарынан жоғалтушы индуктор болып табылады, сондықтан сыртқы индуктивтілік жиілікке байланысты өзгереді.